[发明专利]一种四层掩模图案化磁性隧道结的方法

权利要求书

1.一种四层掩模图案化磁性隧道结的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在基底上形成磁性隧道结膜层单元；

步骤2：在所述磁性隧道结膜层单元上形成四层掩模膜层单元，所述四层掩模包括钽膜层、介电层、碳膜层以及含硅的抗反射层；

步骤3：在所述四层掩模膜层单元上形成光刻胶单元；

步骤4：通过光刻将所述光刻胶单元图案化；

步骤5：将所述四层掩模膜层单元图案化，包括：含硅的抗反射层图案化、碳膜层图案化、介电层图案化以及钽膜层图案化；

步骤6：将所述磁性隧道结膜层单元图案化；

步骤7：用离子束刻蚀对被破坏的图案化磁性隧道结膜层单元侧壁进行修整；

步骤8：用氮化硅层包覆图案化后的磁性隧道结膜层单元。

2.如权利要求1所述的一种四层掩模图案化磁性隧道结的方法，其特征在于，形成所述磁性隧道结膜层单元包括以下步骤：

步骤1.1：形成种子基层；

步骤1.2：在所述种子基层上形成磁性记忆功能单元；

步骤1.3：在所述磁性记忆功能单元上形成覆盖层。

3.如权利要求2所述的一种四层掩模图案化磁性隧道结的方法，其特征在于，形成所述磁性记忆功能单元包括以下步骤：

步骤1.2.1a：在所述种子基层上形成磁性记忆层；

步骤1.2.2a：在所述磁性记忆层上形成隧道势垒层；

步骤1.2.3a：在所述隧道势垒层上形成磁性参考层。

4.如权利要求2所述的一种四层掩模图案化磁性隧道结的方法，其特征在于，形成所述磁性记忆功能单元包括以下步骤：

步骤1.2.1b：在所述种子基层上形成磁性参考层；

步骤1.2.2b：在所述磁性参考层上形成隧道势垒层；

步骤1.2.3b：在所述隧道势垒层上形成磁性记忆层。

5.如权利要求1所述的一种四层掩模图案化磁性隧道结的方法，其特征在于，形成所述四层掩模膜层单元包括以下步骤：

步骤2.1：在所述磁性隧道结膜层单元上形成钽膜层，所述钽膜层的厚度为40～100nm；

步骤2.2：在所述钽掩模膜层上形成介电层，所述介电层的厚度为20～200nm；

步骤2.3：在所述介电层上形成碳膜层，所述碳膜层的厚度为20～200nm；

步骤2.4：在所述碳掩模膜层上形成含硅的抗反射层，所述含硅的抗反射层的厚度为30～100nm。

6.如权利要求5所述的一种四层掩模图案化磁性隧道结的方法，其特征在于，所述钽膜层的形成包括以下一种或多种方法：

方法2.1a：物理溅射沉积，使用Ta靶，溅射气体采用Ar；

方法2.1b：离子束沉积，使用Ta靶。

7.如权利要求5所述的一种四层掩模图案化磁性隧道结的方法，所述介电层为SiN，SiON或者SiO₂。

8.如权利要求7所述的一种四层掩模图案化磁性隧道结的方法，其特征在于，所述SiN的形成包括以下一种或多种方法：

方法2.2a：化学气相沉积，采用的反应剂含Si、N和H；

方法2.2b：物理溅射沉积，使用Si靶，溅射气体采用Ar+N₂或Ar+NH₃。

9.如权利要求7所述的一种四层掩模图案化磁性隧道结的方法，其特征在于，所述SiON的形成包括以下一种或多种方法：

方法2.2c：化学气相沉积，采用的反应剂含Si、O、N和H；

方法2.2d：物理溅射沉积，使用Si靶，溅射气体含Ar、O和N。